DE4436822A1

DE4436822A1 - Rotary piston engine

Info

Publication number: DE4436822A1
Application number: DE4436822A
Authority: DE
Inventors: Masami Sakita
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1995-05-11
Also published as: US5405300A; US5381766A; JP3008252B2; JPH07166881A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Rotationskolbenmaschinen und insbesondere Kreiskolbenmotoren, die eine erste und eine zweite Kolbenanordnung aufweisen, die für eine intermittierende Dre hung miteinander verbunden sind, wobei Kolben der angehaltenen Kolbenanordnung wenigstens während Teilen der Leistungs- und Ansaugphasen des Motorbetriebszyklus nachhängende Kolben auf weisen.The invention relates generally to rotary piston machines and in particular rotary piston engines that have a first and a second Have piston assembly that for an intermittent Dre hung connected together, with pistons of the stopped Piston assembly at least during parts of the power and Intake phases of the engine operating cycle lagging pistons point.

Ein herkömmlicher Hubkolbenverbrennungsmotor erzeugt Leistung durch Umwandlung von Wärmeenergie in eine mechanische Auf- und Abwärtsenergie von Kolben, die dann in Drehenergie umgewandelt wird, die die Antriebswelle antreibt. Allerdings bewirken Auf- und Abwärtsbewegungen von Kolben unnötige Energieverluste und unausgeglichene Kolbenbewegungen.A conventional reciprocating internal combustion engine produces power by converting thermal energy into mechanical opening and closing Downward energy from pistons, which is then converted into turning energy that drives the drive shaft. However, and downward movements of pistons unnecessary energy losses and unbalanced piston movements.

Ein aktuell auf dem Markt verfügbarer Kreiskolbenmotor, nämlich der Wankelmotor ist kompakt, weist ein geringes Gewicht auf, ist einfach ausgelegt und in der Lage, einen hohen Drehmo mentausgang zu erzeugen. Allerdings ist er aufgrund von inhä renten Motorauslegungsproblemen wie der Form des Kolbens und des Kolbengehäuses nicht kraftstoffeffizient.A rotary piston engine currently available on the market, namely the Wankel engine is compact, light in weight, is simply designed and capable of high torque generate output. However, due to engine design problems such as the shape of the piston and of the piston housing is not fuel efficient.

Rotationsmotoren, die ein mit einer zylindrisch geformten Kam mer ausgebildetes Gehäuse aufweisen, in dem ein oder mehrere Kolbenpaare liegen, sind wohlbekannt. Solche Motoren sind bei spielsweise in den US-Patentschriften Nr. 4 901 694 (Sakita), 4 464 694 (Fawcett); 3 398 643 (Schudt); 3 396 632 (LeBlanc); 3 256 866 (Bauer) und 2 804 059 (Honjyo) gezeigt.Rotary motors which have a housing formed with a cylindrically shaped chamber and in which one or more pairs of pistons lie are well known. Such motors are in play, in US Patent Nos 4,901,694 (Sakita), 4,464,694 (Fawcett). 3,398,643 (Schudt); 3,396,632 (LeBlanc); 3,256,866 (Bauer) and 2,804,059 (Honjyo) is shown.

Bei den oben erwähnten Kreiskolbenmotoren liegt ein Problem darin, daß der Motor nicht kraftstoffeffizient ist, da die von dem folgenden oder nachhängenden Kolben verbrauchte Energie übermäßig hoch ist. Ein Hauptgrund des Energieverlusts bei sol chen Kreiskolbenmotoren aus dem Stand der Technik liegt darin, daß der folgende oder nachhängende Kolben während der Lei stungs- oder Vergrößerungsphase des Motorbetriebs in Vorwärts winkelrichtung hinterherhinkt. In der US-Patentschrift Nr. 5 133 317 vom vorliegenden Erfinder ist ein Getriebezug in der Verbindung der ersten und der zweiten Kreiskolbenanordnung auf genommen, der die Winkelbewegung der nachhängenden Kolben wäh rend der Leistungsphase des Motors minimiert. Allerdings wird der nachhängende Kolben bei keinem dieser Motoren aus dem Stand der Technik während der Leistungsphase des Motorbetriebs ange halten. Bei der vorliegenden Erfindung sieht die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kolbenanordnung vor, daß die nachhängenden Kolben wenigstens während eines Teils der Leistungsphase zur weiteren Verbesserung des Motorenbetriebs und Motorwirkungsgrades angehalten wird.There is a problem with the rotary piston engines mentioned above in that the engine is not fuel efficient since that of energy consumed by the following or following piston is excessively high. A main reason for the loss of energy at sol Chen rotary piston engines from the prior art is that the following or trailing piston during the lei Power or expansion phase of engine operation in forward is lagging behind. In U.S. Patent No. 5,133,317 from the present inventor is a gear train in the Connection of the first and the second rotary piston arrangement taken, which selects the angular movement of the trailing pistons minimized during the performance phase of the engine. However the trailing piston in none of these engines from the standstill the technology during the performance phase of engine operation hold. In the present invention, the connection sees between the first and second piston assemblies before that the trailing pistons at least during part of the Service phase to further improve engine operation and engine efficiency is stopped.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Me chanismus zum Verbinden einer ersten, zweiten und dritten Welle für eine intermittierende Drehung der ersten und zweiten Welle und eine kontinuierliche Drehung der dritten Welle vorzusehen.An object of the present invention is to provide a me mechanism for connecting a first, second and third wave for intermittent rotation of the first and second shafts and to provide continuous rotation of the third shaft.

Ferner liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ei nen verbesserten Kreiskolbenmotor vorzusehen, der die oben er wähnten Probleme einer ineffizienten Energieausnutzung aufgrund einer Winkelbewegung folgender Kolben während der Leistungspha se des Motorbetriebs minimiert.It is also an object of the present invention to: NEN improved rotary engine to provide the above mentioned problems due to inefficient use of energy an angular movement of the following pistons during the performance phase minimized engine operation.

Weiter ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Getriebezug zur Verbindung von Rotationskolbenanordnungen von Kreiskolben motoren vorzusehen, der gewährleistet, daß die nachhängenden Kolben während der Leistungsphase des Motorbetriebs stationär bleiben.Another object of this invention is a gear train for connecting rotary piston arrangements of rotary pistons to provide motors that ensure that the trailing Pistons stationary during the performance phase of engine operation stay.

Darüberhinaus liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Paar von Zahnrädern vorzusehen, die zu jeder Zeit in Eingriff ste hen, aber so geformt sind, daß sie die Rotation eines Zahnrades zulassen, während das andere stationär bleibt.Furthermore, an object of the invention is a pair of gears that are engaged at all times hen, but are shaped so that they rotate a gear allow while the other remains stationary.

Die vorliegende Erfindung umfaßt Differentialmittel mit einer ersten und zweiten Eingangswelle sowie einem Ausgang zusammen mit einem ersten und zweiten nicht kreisförmigen Zahnradsatz. Jeder der ersten und zweiten Zahnradsätze umfaßt miteinander kämmende, allgemein tränentropfen- und herzförmige Zahnräder. Die allgemein tränentropfenförmigen Zahnräder sind mit einer Spitze ausgebildet, und die allgemein herzförmigen Zahnräder sind mit einer Ausnehmung ausgebildet, in die während der Rota tion der Zahnradsätze die Spitze des zugehörigen tränentropfen förmigen Zahnrades eingreifen kann. Der Differentialausgang ist über einen dritten Zahnradsatz wie einen kreisförmigen Zahnrad satz mit einer Ausgangswelle verbunden. Die herzförmigen Zahn räder sind an der Ausgangswelle befestigt, deren Rotationsachse sich durch die in den herzförmigen Zahnrädern gebildete Ausneh mung erstreckt. Jedesmal, wenn die Spitze des tränentropfenför migen Zahnrades in die Ausnehmung in dem zugehörigen herzförmi gen Zahnrad eingreift, wird das tränentropfenförmige Zahnrad an der Drehung gehindert. Die tränentropfenförmigen Zahnräder des ersten und des zweiten Zahnradsatzes sind mit der ersten bzw. zweiten Differentialeingangswelle verbunden. Der neue Mechanis mus ist in einem Kreiskolbenmotor enthalten, der ein zylin drisch geformtes Gehäuse aufweist, das eine zylindrische Ar beitskammer bildet, in der sich eine erste und eine zweite Kol benanordnung um die Zylinderachse drehen. Jede Kolbenanordnung umfaßt ein oder mehrere Paare von diametral entgegengesetzten Kolben, die die Kammer in mehrere Paare von diametral entgegen gesetzten Unterkammern unterteilen. Umfaßt jede Kolbenanordnung ein einziges Paar von diametral entgegengesetzten Kolben, dann sind vier Unterkammern vorgesehen. Die erste und zweite Kolben anordnung ist mit der ersten bzw. zweiten Eingangswelle der Differentialeinrichtung für eine Drehung in der gleichen Rich tung verbunden. Mit einer vollständigen Umdrehung der Kolbenan ordnungen werden bei einem Vierkolbenmotor vier komplette Mo torbetriebszyklen vollendet, und bei einem Achtkolbenmotor wer den acht komplette Motorbetriebszyklen vollendet, wobei jeder Betriebszyklus Leistungs-, Auslaß-, Ansaug- und Verdichtungs phasen umfaßt. Durch die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kolbenanordnung ergibt sich eine intermittierende Rota tion jeder Kolbenanordnung derart, daß nachhängende Kolben we nigstens während eines Abschnitts der Leistungsphase des Motor betriebs vollständig angehalten werden. Die Zähne an den trä nentropfenförmigen Zahnrädern können Walzen aufweisen, die mit Zähnen an dem zugehörigen herzförmigen Zahnrad in Eingriff ge langen können. Die Kolben können auch mit einer Vertiefung in der Kolbenfläche ausgebildet sein, in der eine Zündkerze liegt. Die Luft zur Verbrennung kann dem Motor durch einen von ihm an getriebenen Kreiskolbenverdichter geliefert werden.The present invention includes differential means with a first and second input shaft and an output together with a first and second non-circular gear set. Each of the first and second gear sets includes each other intermeshing, generally teardrop and heart-shaped gears. The generally teardrop-shaped gears are with a Tip-shaped, and the generally heart-shaped gears are formed with a recess into which during the Rota tion of the gear sets the tip of the associated teardrop shaped gear can engage. The differential output is via a third gear set like a circular gear set connected to an output shaft. The heart-shaped tooth wheels are attached to the output shaft, its axis of rotation through the recess formed in the heart-shaped gears mung extends. Every time the top of the teardrop in the recess in the associated heart-shaped engages towards the gearwheel, the teardrop-shaped gearwheel is attached prevented from rotating. The teardrop - shaped gears of the first and second gear sets are connected to the first and second differential input shaft connected. The new mechanism mus is contained in a rotary piston engine, which is a cylin drisch shaped housing which has a cylindrical Ar beitskammer forms in which a first and a second Kol Turn the assembly around the cylinder axis. Any piston arrangement includes one or more pairs of diametrically opposed ones Pistons that oppose the chamber in several pairs of diametrically subdivide subchambers. Covers every piston arrangement a single pair of diametrically opposite pistons, then there are four subchambers. The first and second pistons arrangement is with the first or second input shaft Differential device for rotation in the same direction connected. With one complete turn of the piston In a four-piston engine, orders become four complete mo door operating cycles completed, and who with an eight-piston engine completed the eight complete engine operating cycles, with each Operating cycle power, exhaust, suction and compression includes phases. Through the connection between the first and second piston arrangement results in an intermittent rota tion of each piston arrangement such that trailing pistons we at least during a portion of the engine's power phase be stopped completely during operation. The teeth on the lazy Drop-shaped gearwheels can have rollers that with Teeth on the associated heart-shaped gear engaged can be long. The pistons can also be recessed in the piston surface in which a spark plug is located. The air for combustion can reach the engine through one of them driven rotary compressor.

Die obengenannten und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfin dung sind besser aus der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen zu verstehen. Man wird verstehen, daß die Zeichnungen nur Veranschaulichungszwecken dienen und die Erfindung nicht einschränken. In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen Teile in verschiedenen An sichten zeigen, sindThe above and other tasks and advantages of the Erfin are better from the following description with reference to understand the accompanying drawings. One will understand that the drawings are for illustration purposes only and do not limit the invention. In the drawings in which same reference numerals the same parts in different An view show are

Fig. 1 eine isometrische Explosionsansicht eines Kreiskol benmotors, der die vorliegende Erfindung verkörpert, teilweise im Schnitt; Fig. 1 is an exploded isometric view of a Kreiskol benmotors embodying the present invention, partially in section;

Fig. 2 eine vergrößerte isometrische Explosionsansicht der in dem Motor aufgenommenen ersten und zweiten Kolbenanordnung, teilweise im Schnitt; 2 is an enlarged exploded isometric view of the motor housed in the first and second piston assembly, partially in section.

Fig. 3 eine Querschnittsansicht im wesentlichen längs der Linie 3-3 von Fig. 1; Figure 3 is a cross-sectional view taken substantially along line 3-3 of Figure 1;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht im wesentlichen längs der Linie 4-4 von Fig. 1; Figure 4 is a cross-sectional view taken substantially along line 4-4 of Figure 1;

Fig. 5 eine schematische Veranschaulichung der getrennten Funktionen innerhalb der Motorkammer; Figure 5 is a schematic illustration of the separate functions within the engine chamber.

Fig. 6 eine vereinfachte Ansicht des Kreiskolbenmotors von Fig. 1 im Seitenaufriß; Fig. 6 is a simplified side elevation view of the rotary piston engine of Fig. 1;

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie 7-7 von Fig. 6; Fig. 7 is an enlarged sectional view taken along line 7-7 of Fig. 6;

Fig. 8a bis 8D schematische Veranschaulichungen einer Ab folge von Betriebspositionen des Motors; FIG. 8a to 8D are schematic illustrations of a sequence of operating positions from the engine;

Fig. 9 ein Diagramm, das die Drehzahl gegen die Zeit der in der Verbindung der Kolbenanordnungen enthaltenen Differen tialein- und -ausgänge zeigt; Fig. 9 is a graph showing the speed versus time of the differential inputs and outputs contained in the connection of the piston assemblies;

Fig. 10 eine Ansicht ähnlich von Fig. 7, die aber eine mo difizierte Form eines Zahnradsatzes zeigt, der Walzen umfaßt und die zusammenwirkenden Zahnräder in anderen Drehpositionen als in Fig. 7 zeigt; Fig. 10 is a view similar to Fig. 7, but showing a modified form of a gear set comprising rollers and showing the cooperating gears in different rotational positions than in Fig. 7;

Fig. 11 eine vergrößerte Teilansicht längs der Linie II-II von Fig. 10; FIG. 11 is an enlarged partial view along the line II-II of FIG. 10;

Fig. 12 eine diagrammatische Veranschaulichung, die eine modifizierte Form von Kolbenanordnungen zeigt, in denen Zünd kerzen in in den Kolbenflächen ausgebildeten Ausnehmungen ge halten werden; Fig. 12 is a diagrammatic illustration showing a modified form of piston assemblies in which spark plugs are held in recesses formed in the piston surfaces;

Fig. 13 eine diagrammatische Veranschaulichung, die einen Rotationsmotor des in Fig. 1-9 gezeigten Typs zeigt, der durch einen von dem Motor angetriebenen Verdichter mit Luft zur Ver brennung versorgt wird; Fig. 13 is a diagrammatic illustration showing a rotary engine of the type shown in Figs. 1-9, which is supplied with air for combustion by a compressor driven by the engine;

Fig. 14 eine seitliche Aufrißansicht des in Fig. 13 ge zeigten Verdichters zusammen mit einem Teil der Kopplungsmittel zum Antrieb des Verdichters durch den Motor; FIG. 14 is a side elevation view of the compressor shown in FIG. 13 along with some of the coupling means for driving the compressor through the engine;

Fig. 15 ein Diagramm, das die Winkelposition der Motorkol ben gegen die Zeit zeigt; und Fig. 15 is a graph showing the angular position of the motor piston ben against time; and

Fig. 16 ein Diagramm, das die Winkelposition der Ver dichterkolben gegen die Zeit zeigt. Fig. 16 is a diagram showing the angular position of the United piston against time.

Nun wird auf Fig. 1 der Zeichnungen Bezug genommen, wo ein Mo tor 20 mit einem stationären Gehäuse 22 gezeigt ist, das eine zylindrische Bohrung aufweist, die an entgegengesetzten Enden durch Endplatten 24 und 26 geschlossen ist, die daran z. B. durch Bolzen oder andere nicht gezeigte, geeignete Mittel befe stigt sind, um eine zylindrische Arbeitskammer zu bilden. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Motor ist die Arbeitskammer durch Kol ben, die in der ersten und zweiten Kolbenanordnung 30 bzw. 32 enthalten sind, in ein erstes und ein zweites Paar von diame tral entgegengesetzten Unterkammern unterteilt. Aus Fig. 2 ist auch zu ersehen, daß die Kolbenanordnung 30 ein Paar diametral entgegengesetzter Kolben 30A und 30B umfaßt und die Kolbenan ordnung 32 ein Paar diametral entgegengesetzter Kolben 32A und 32B umfaßt. Der Motorzylinder und die Kolben sind auch in Fig. 3 und 4 der Zeichnungen gezeigt.Referring now to Fig. 1 of the drawings, a motor 20 is shown with a stationary housing 22 having a cylindrical bore which is closed at opposite ends by end plates 24 and 26 attached thereto e.g. B. by bolts or other, not shown, suitable means BEFE Stigt to form a cylindrical working chamber. In the engine shown in FIG. 1, the working chamber is divided into first and second pairs of diametrically opposed subchambers by pistons included in the first and second piston assemblies 30 and 32 , respectively. From Fig. 2 it can also be seen that the piston assembly 30 comprises a pair of diametrically opposed pistons 30 A and 30 B and the Kolbenan arrangement 32 comprises a pair of diametrically opposed pistons 32 A and 32 B. The engine cylinder and pistons are also shown in Figures 3 and 4 of the drawings.

Die Kolben 30A und 30B sind an zugewandten Enden der rohrförmi gen Kolbenwellenabschnitte 36A bzw. 36B an Naben 34A und 34B befestigt. Die Wellenabschnitte 36A und 36B sind zusammen mit den zugehörigen Naben 34A und 34B für eine Drehung um die Achse der zylindrischen Bohrung in dem Gehäuse 22 über geeignete, nicht gezeigte Lagermittel durch Endplatten 24 bzw. 26 ge stützt. Die Naben 34A und 34B liegen in an den Innenwänden der Endplatten ausgebildeten Ausnehmungen. Eine innere Kolbenwelle 38 ist in den rohrförmigen Wellenabschnitten 36A und 36B dreh bar gelagert und erstreckt sich durch diese. Die Kolben 32A und 32B der zweiten Kolbenanordnung 32 sind an diametral entgegen gesetzte Positionen an der inneren Kolbenwelle 38 befestigt. Die Welle 38 kann einschließlich des Abschnitts 38A, an dem die Kolben 32A und 32B angebracht sind, in miteinander in Eingriff bringbaren Abschnitten ausgebildet sein, um den Zusammenbau zu erleichtern, wobei diese Wellenabschnitte in dem veranschau lichten, in Eingriff stehenden Zustand als eine Einheit drehen. Die Kolbenanordnungen 30 und 32 sind um eine gemeinsame Achse 40 drehbar und drehen sich im Betrieb in der gleichen Richtung, wie dies durch Pfeile 42 angegeben sind. Gegenhaltende Einweg kupplungsmittel 44 und 46 an dem rohrförmigen Wellenabschnitt 36B bzw. der inneren Kolbenwelle 38 verhindern eine Drehung der Kolbenanordnungen in Richtung gegen den Pfeil 42. Alle geeigne ten Einwegkupplungen wie Freilaufkupplungen können zum Verhin dern einer solchen Rückwärtsdrehung verwendet werden.The pistons 30 A and 30 B are attached to facing ends of the tube-shaped piston shaft sections 36 A and 36 B on hubs 34 A and 34 B. The shaft sections 36 A and 36 B are together with the associated hubs 34 A and 34 B for rotation about the axis of the cylindrical bore in the housing 22 via suitable, not shown bearing means by end plates 24 and 26, respectively. The hubs 34 A and 34 B lie in recesses formed on the inner walls of the end plates. An inner piston shaft 38 is rotatably supported in the tubular shaft sections 36 A and 36 B and extends through them. The pistons 32 A and 32 B of the second piston assembly 32 are attached to the inner piston shaft 38 at diametrically opposite positions. The shaft 38 , including the portion 38 A to which the pistons 32 A and 32 B are attached, may be formed in engageable portions to facilitate assembly, these shaft portions in the illustrated engaged state as to rotate a unit. The piston assemblies 30 and 32 are rotatable about a common axis 40 and rotate in operation in the same direction as indicated by arrows 42 . Retaining one-way clutch means 44 and 46 on the tubular shaft portion 36 B and the inner piston shaft 38 prevent rotation of the piston assemblies in the direction of arrow 42 . All suitable one-way clutches such as one-way clutches can be used to prevent such reverse rotation.

Die Arbeitskammer ist durch vier keilförmige Kolben 30A, 30B, 32A und 32B in zwei Paare diametral entgegengesetzter Unterkam mern unterteilt. Es wird deutlich, daß sich jede Kolbenanord nung abwechselnd dreht und anhält, so daß nachhängende Kolben wenigstens während eines Teils der Leistungs- und Ansaugphasen des Motorbetriebs stationär sind, und daß zwischen angrenzenden Kolben Unterkammern mit periodisch variablem Volumen vorgesehen sind. Die Abdichtung der Unterkammern zum Verhindern einer Gasströmung dazwischen wird durch alle geeigneten Mittel wie z. B. gerade Dichtmittel 48 entlang der inneren konkaven Flächen 30A und 30B bereitgestellt, die an der inneren Kolbenwelle 38A angreifen. Allgemein U-förmige Dichtmittel 50 erstrecken sich entlang der äußeren konvexen Flächen der Kolben 30A und 30B so wie entlang ihrer entgegengesetzten Enden zum dichtenden Ein griff zwischen den Kolben und den Zylinderwänden. Ebenso er strecken sich allgemein U-förmige Dichtmittel 52 entlang der äußeren konvexen Flächen der Kolben 32A und 32B sowie entlang ihrer entgegengesetzten Enden zum dichtenden Eingriff zwischen diesen Kolben und Zylinderwänden.The working chamber is divided by two wedge-shaped pistons 30 A, 30 B, 32 A and 32 B into two pairs of diametrically opposed sub-chambers. It will be appreciated that each piston assembly rotates and stops alternately so that trailing pistons are stationary at least during part of the power and intake phases of engine operation, and that periodically variable volume subchambers are provided between adjacent pistons. The sealing of the subchambers to prevent gas flow therebetween is accomplished by any suitable means such as e.g. B. provided just sealant 48 along the concave inner faces 30 A and 30 B that engage the inner piston shaft 38 A. Generally U-shaped sealant 50 extends along the outer convex surfaces of the pistons 30 A and 30 B as well as along their opposite ends for sealing engagement between the pistons and the cylinder walls. Likewise, he generally extends U-shaped sealant 52 along the outer convex surfaces of the pistons 32 A and 32 B and along their opposite ends for sealing engagement between these pistons and cylinder walls.

In Fig. 1 ist zu sehen, daß das Motorgehäuse 22 mit einer Aus laßöffnung 54 versehen ist, der in Richtung des Kolbengangs ei ne Einlaßöffnung 56 folgt. Als nächstes ist in Richtung des Kolbengangs eine Kraftstoffeinspritzdüse 58 vorgesehen, die mit einer Kraftstoffquelle verbunden ist und durch die nach dem An saugen von Luft durch die Einlaßöffnung 56 Düsenkraftstoff in die Unterkammern eingespritzt wird. Schließlich ist eine Zünd einrichtung 60 wie eine Zündkerze zum Zünden des in der Unter kammer enthaltenen, verdichteten Kraftstoff-Luft-Gemisches vor gesehen.In Fig. 1 it can be seen that the motor housing 22 is provided with an outlet opening 54 which follows in the direction of the piston passage egg ne inlet opening 56 . Next, in the direction of the piston passage, a fuel injection nozzle 58 is provided, which is connected to a fuel source and through which, after sucking in air through the inlet opening 56, nozzle fuel is injected into the subchambers. Finally, an ignition device 60 is seen as a spark plug for igniting the compressed fuel-air mixture contained in the lower chamber.

Bei dem veranschaulichten Vierkolbenmotor ist die Betriebskam mer in vier Unterkammern unterteilt. Unter Bezug auf Fig. 5 finden die Leistungs- und Auslaßphasen des Motorbetriebs wäh rend der durch den Pfeil 62 mit zwei Spitzen identifizierten Kolbenwinkelbewegung statt, und die Ansaug- und Verdichtungs phasen finden während der durch den Pfeil 64 mit zwei Spitzen identifizierten Kolbenwinkelbewegung statt. Man wird sehen, daß alle Motorbetriebsphasen über Kolbenwinkelbewegungen von etwas weniger als 180 Grad stattfinden. D.h., im wesentlichen eine Hälfte der Motorarbeitskammer wird alleine für Ansaug- und Ver dichtungsfunktionen verwendet, und die anderen Hälfte wird im wesentlichen alleine für Leistungs- und Auslaßfunktionen ver wendet.In the illustrated four-piston engine, the operating chamber is divided into four subchambers. See reference to Fig. 5, the power and exhaust phases of the engine operation currency rend the location identified by the arrow 62 double-headed piston angular movement instead, and the phases, the intake and compression take place during the identified by the arrow 64 double-headed piston angular movement. It will be seen that all engine operating phases take place via piston angular movements of somewhat less than 180 degrees. That is, substantially one half of the engine working chamber is used for suction and compression functions alone, and the other half is used mainly for power and exhaust functions alone.

Der bis jetzt beschriebene Motor kann im wesentlichen die glei che Auslegung aufweisen, die in der US-Patentschrift Nr. 5 133 317 von dem vorliegenden Erfinder gezeigt ist, wobei deren ge samter Inhalt hier speziell als Bezug aufgenommen sind. Eine neue Verbindungseinrichtung, die allgemein durch die Bezugszif fer 66 identifiziert ist, zur wirksamen Verbindung der ersten und der zweiten Kolbenanordnung 30 und 32 mit einer Motoraus gangswelle 68 dient und die Kolbenordnungen mit einer intermit tierenden Drehung versieht, wird nun unter Bezug auf Fig. 1 und 6 der Zeichnungen beschrieben.The engine described so far can be of substantially the same design as that shown in U.S. Patent No. 5,133,317 by the present inventor, the entire contents of which are specifically incorporated herein by reference. A new connector, generally identified by reference numeral 66 , for operatively connecting the first and second piston assemblies 30 and 32 to an engine output shaft 68 and providing the piston assemblies with an intermittent rotation will now be described with reference to FIG. 1 and 6 of the drawings.

Bei der in Fig. 1 und 6 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Verbindungseinrichtung 66 zwei Paare von kreisförmigen Zahnradsätzen 70 und 72, zwei Paare von nicht kreisförmigen Zahnradsätzen 74 und 76, eine Differentialein richtung 78 sowie einen Zahnradsatz 80, der zu Veranschauli chungszwecken einen kreisförmigen Zahnradsatz aufweist. Es wird deutlich, daß der Zahnradsatz 80 gegebenenfalls ein Paar nicht kreisförmiger Zahnräder wie elliptoider Zahnräder aufweisen kann. Die Suffixe A und B sind zur Identifizierung getrennter Zahnräder der Zahnradpaare verwendet. Das Zahnrad 70A des Zahn radsatzes 70 ist über die äußere Kolbenwelle 36B mit der Kol benanordnung 30 verbunden, und das Zahnrad 72A des Zahnradsat zes 72 ist über die innere Kolbenwelle 38 mit der anderen Kol benanordnung 32 verbunden. Für den veranschaulichten Vierkol benmotor sind die kreisförmigen Zahnradpaare 70 und 72 mit ei nem Übersetzungsverhältnis von 1 : 2 versehen, wobei die Zahnrä der 70B und 72B zwei vollständige Umdrehungen für jede voll ständige Umdrehung der Kolbenwellen 36B bzw. 38 durchmachen.In the embodiment of the invention illustrated in FIGS. 1 and 6, the connecting device 66 comprises two pairs of circular gear sets 70 and 72 , two pairs of non-circular gear sets 74 and 76 , a differential device 78 and a gear set 80 which is a circular for illustrative purposes Has gear set. It will be appreciated that gear set 80 may optionally include a pair of non-circular gears such as elliptical gears. The suffixes A and B are used to identify separate gears of the gear pairs. The gear 70 A of the gear set 70 is connected via the outer piston shaft 36 B to the piston assembly 30 , and the gear 72 A of the gear set 72 is connected via the inner piston shaft 38 to the other piston assembly 32 . For the illustrated four-piston engine, the circular gear pairs 70 and 72 are provided with a gear ratio of 1: 2, the gear wheels of the 70 B and 72 B undergoing two complete rotations for each complete rotation of the piston shafts 36 B and 38, respectively.

Die kreisförmigen Zahnräder 70B und 72B sind an rohrförmigen Wellen 82 bzw. 84 befestigt, die an einer Sternwelle 86 des Differentials 78 drehbar gelagert sind. Die Sternwelle 86, die zu Beschreibungszwecken auch als Differentialausgang definiert ist, ist durch geeignete, nicht gezeigte Lager zur Drehung um die Achse 88 gestützt, die sich parallel zu der Kolbenwel lenachse 40 erstreckt. Die Motorausgangswelle 68 ist ebenfalls durch geeignete, nicht gezeigte Lager zur Drehung um die Achse 90 gestützt, die sich parallel zu der Kolbenwellenachse 40 und der Sternwellenachse 88 erstreckt. An der rohrförmigen Welle 82 sind ein tränentropfenförmiges Zahnrad 74A des nicht kreisför migen Zahnradsatzes 74 und das Endzahnrad 78A des Differentials 78 zur gleichzeitigen Rotation mit dem Zahnrad 70B befestigt. Ebenso sind an der rohrförmigen Welle 84 das tränentropfenförmi ge Zahnrad 76A des nicht kreisförmigen Zahnradsatzes 76 und das Endzahnrad 78B des Differentials 78 zur gleichzeitigen Drehung mit dem Zahnrad 72B befestigt. Zu Beschreibungszwecken sind die Wellen 82 und 84, an denen die Differentialendzahnräder 78A und 78B befestigt sind, als Differentialeingänge definiert.The circular gears 70 B and 72 B are attached to tubular shafts 82 and 84 , respectively, which are rotatably supported on a star shaft 86 of the differential 78 . The star shaft 86 , which is also defined as a differential output for descriptive purposes, is supported by suitable bearings, not shown, for rotation about the axis 88 , which extends parallel to the piston shaft axis 40 . The motor output shaft 68 is also supported by suitable bearings, not shown, for rotation about the axis 90 , which extends parallel to the piston shaft axis 40 and the star shaft axis 88 . On the tubular shaft 82 a teardrop-shaped gear 74 A of the non-circular gear set 74 and the end gear 78 A of the differential 78 are attached for simultaneous rotation with the gear 70 B. Likewise, the teardrop-shaped gear 76 A of the non-circular gear set 76 and the end gear 78 B of the differential 78 are fastened to the tubular shaft 84 for simultaneous rotation with the gear 72 B. For descriptive purposes, shafts 82 and 84 to which differential end gears 78A and 78B are attached are defined as differential inputs.

Das Differential 78 kann jeden herkömmlichen Typ aufweisen, so das veranschaulichte Kegelraddifferential, das außer den End- oder Planetenrädern 78A und 78B die Stern- oder Planetenräder 78C und 78D umfaßt, die an der Sternquerwelle 78E drehbar gela gert sind. Die Sternzahnräder 78C und 78D kämmen mit den End zahnrädern 78A und 78B. Die Beziehung zwischen der Drehung der Planetenräder 78A und 78B oder den Differentialeingängen und der Sternwelle 86 oder dem Differentialausgang des Differenti als 78 ist wie folgt:The differential 78 can be of any conventional type, such as the illustrated bevel gear differential which, in addition to the end or planet gears 78 A and 78 B, comprises the star or planet gears 78 C and 78 D which are rotatably mounted on the star transverse shaft 78 E. The star gears 78 C and 78 D mesh with the final gears 78 A and 78 B. The relationship between the rotation of the planet gears 78 A and 78 B or the differential inputs and the star shaft 86 or the differential output of the Differi as 78 is as follows:

= (x + y)/2 (1)= (x + y) / 2 (1)

worin:
die Drehzahl der Sternwelle 86 ist,
x die Drehzahl des Planetenrades 78A, und
y die Drehzahl des Planetenrades 78B.wherein:
the speed of the star shaft is 86 ,
x the speed of the planet gear 78 A, and
y the speed of the planet gear 78 B.

Während des Motorbetriebs werden die Planetenräder 78A und 78B intermittierend an der Drehung gehindert. Aus der Gleichung (1) ist zu ersehen, daß sich die Sternwelle 86 mit der doppelten Drehzahl des rotierenden Planetenrades dreht, wenn eines der Planetenräder stationär ist. Drehen sich beiden Planetenräder mit der gleichen Geschwindigkeit, dann dreht sich auch die Sternwelle mit dieser Geschwindigkeit, wobei keine Relativbewe gung zwischen den Planetenräder und der Sternwelle stattfindet. Die gegenhaltenden Einwegkupplungen 44 und 46 begrenzen die Drehung der Planetenräder 78A und 78B und der tränentropfenför migen Zahnräder 74A und 76A auf eine Richtung, die durch die in Fig. 1 zu sehenden Pfeile 42 gezeigt ist.During engine operation, the planet gears 78 A and 78 B are intermittently prevented from rotating. From equation (1) it can be seen that the star shaft 86 rotates at twice the speed of the rotating planet gear when one of the planet gears is stationary. If both planet gears rotate at the same speed, then the star shaft also rotates at this speed, with no relative movement between the planet gears and the star shaft. The counter-acting one-way clutches 44 and 46 limit the rotation of the planet gears 78 A and 78 B and the tränentropfenför shaped gears 74 A and 76 A to a direction shown by the arrows 42 shown in FIG. 1.

Nun wird Bezug auf Fig. 7 genommen, wo der neue, nicht kreis förmige Zahnradsatz 74 im einzelnen gezeigt ist. Die nicht kreisförmigen Zahnradsätze 74 und 76 sind gleich ausgelegt, so daß nur einer im einzelnen beschrieben werden bracht. In Fig. 7 ist der Zahnradsatz 74 in der in Fig. 1 und 6 veranschaulichten Position gezeigt, die um 180 Grad außer Phase mit dem Zahnrad satz 76 liegt. Im folgenden wird deutlich, daß der Grad der Ro tationsphasenverschiebung der Zahnradsätze 74 und 78 während des Motorbetriebs kontinuierlich variiert. Aus der Sicht von Fig. 7 drehen sich die Zahnräder 74A und 74B in Richtung der Pfeile 94 bzw. 96.Reference is now made to FIG. 7, where the new, non-circular gear set 74 is shown in detail. The non-circular gear sets 74 and 76 are designed the same, so that only one will be described in detail. In Fig. 7, the gear set 74 is shown in the position illustrated in Figs. 1 and 6, which is 180 degrees out of phase with the gear set 76 . It will now be seen that the degree of the rotational phase shift of the gear sets 74 and 78 varies continuously during engine operation. From the perspective of FIG. 7, the gears 74 A and 74 B rotate in the direction of arrows 94 and 96 respectively.

Das tränentropfenförmige Zahnrad 74A ist zu Veranschaulichungs zwecken mit einem tränentropfenförmigen Körper gezeigt, der mit sich am Umfang nach außen erstreckenden Getriebezähnen gezeigt ist. Das herzförmige Zahnrad 74B ist mit einem herzförmigen Körper gezeigt, der mit sich nach außen erstreckenden Getriebe zähnen zum Eingriff mit Getriebezähnen des tränentropfenförmi gen Zahnrades ausgebildet ist. Jedes Zahnrad ist mit der glei chen Zahl von Zähnen versehen, wodurch während des Betriebs der Zahnräder die gleichen Zähne ineinander eingreifen.The teardrop-shaped gear 74 A is shown for illustration purposes with a teardrop-shaped body, which is shown with gear teeth extending outward on the circumference. The heart-shaped gear 74 B is shown with a heart-shaped body, the teeth with outwardly extending gear teeth is designed for engagement with gear teeth of the teardrop-shaped gear. Each gear is provided with the same number of teeth, whereby the same teeth mesh with one another during operation of the gears.

Die Zahnräder 74A und 74B sind mit Kreisbogenabschnitten mit dem Radius r bzw. 2r zu den Zahnradwälzlinien ausgebildet, die durch die Pfeile 100 bzw. 102 mit zwei Köpfen identifiziert sind, wobei Teile der Wälzlinien 100A und 102A in der Zeichnung in gestrichelten Linien gezeigt sind. Bei einem 1:2-Geschwin digkeits- oder Übersetzungsverhältnis wird deutlich, daß der Kreisbogenabschnitt des Zahnrades 74A zweimal so groß wie der Kreisbogenabschnitt des Zahnrades 74B ist. Nur als Beispiel können sich die Kreisbogenabschnitte 100 und 102 über 200° bzw. 100° erstrecken.The gear wheels 74 A and 74 B are formed with circular arc sections with the radius r or 2 r to the gearwheel rolling lines, which are identified by the arrows 100 and 102 with two heads, parts of the rolling lines 100 A and 102 A in the drawing in dashed lines are shown. With a 1: 2 speed or gear ratio, it is clear that the circular arc section of the gear 74 A is twice as large as the circular arc section of the gear 74 B. As an example only, the circular arc sections 100 and 102 can extend over 200 ° and 100 °.

An entgegengesetzten Enden des Kreisbogenabschnitts 102 ist ein herzförmiges Zahnrad 74B mit allgemein spiralförmigen spiegel bildlichen Abschnitten ausgebildet, die eine Ausnehmung bilden, wo sich die spiralförmigen Abschnitte schneiden. Die Rotati onsachse 90 des herzförmigen Zahnrades erstreckt sich entlang der Ausnehmung außerhalb des Körpers des Zahnrades zwischen ei nem Paar angrenzender Getriebezähne 104A und 104B. Bei der ver anschaulichten Anordnung ist die Welle 68 in Abschnitten ausge bildet, deren Enden an den herzförmigen Zahnrädern befestigt sind, wodurch ein Zugang zum Zahneingriff an der Ausnehmung mit Zähnen an dem tränentropfenförmigen Zahnrad vorgesehen ist. Die Spitze, oder das spitze Ende des tränentropfenförmigen Zahnra des 74A ist mit einem Zahn 106 versehen, der zum Eingriff mit den Zähnen 104A und 104B an dem herzförmigen Zahnrad geeignet ist, was in Fig. 7 zu sehen ist. Ist der Zahn 106 zwischen an grenzenden Zähnen 104A und 104B positioniert, dann ist zu se hen, daß das herzförmige Zahnrad 74B um die Achse 90 drehbar ist, während das tränentropfenförmige Zahnrad 74A an einer Dre hung um die Achse 88 gehindert wird. Hier ist zu bemerken, daß die Welle 68 statt einer Ausbildung in an den herzförmigen Zahnrädern angebrachten Abschnitten mit versetzten Abschnitten an den Zahnrädern versehen oder mit Kerben oder Vertiefungen an den Zahnrädern ausgebildet sein kann, um die Getriebezähne dort unterzubringen.At opposite ends of the circular arc section 102 , a heart-shaped gear 74 B is formed with generally spiral mirror-image sections which form a recess where the spiral sections intersect. The Rotati onsachse 90 of the heart-shaped gear extends along the recess outside the body of the gear between a pair of adjacent gear teeth 104 A and 104 B. In the illustrative arrangement, the shaft 68 is formed in sections, the ends of which are attached to the heart-shaped gears are, whereby access to the tooth engagement on the recess is provided with teeth on the teardrop-shaped gear. The tip, or the tip end of the teardrop-shaped toothed wheel of the 74 A is provided with a tooth 106 which is suitable for engagement with the teeth 104 A and 104 B on the heart-shaped toothed wheel, which can be seen in FIG. 7. If the tooth 106 is positioned between adjacent teeth 104 A and 104 B, then it can be seen that the heart-shaped gear 74 B is rotatable about the axis 90 , while the teardrop-shaped gear 74 A is prevented from rotating about the axis 88 . It should be noted here that, instead of being formed in portions attached to the heart-shaped gears, the shaft 68 may be provided with offset portions on the gears or may be formed with notches or depressions on the gears to accommodate the gear teeth there.

Der Betrieb des neuen Motors dieser Erfindung ist am besten un ter Bezug auf Fig. 8A-8D und 9 zu versehen. Zunächst wird auf Fig. 8A-8D Bezug genommen, wo sequentielle Betriebspositionen der Motorkolben und der nicht kreisförmigen Zahnradsätze 74 und 76 schematisch veranschaulicht und Funktionen der vier Motorun terkammern in Form eines Diagramms identifiziert sind. Die Un terkammern zwischen angrenzenden Kolben sind durch die Buchsta ben A, B, C und D identifiziert. Im Motorschema liegt die Zünd kerze an das Oberteil des Motorgehäuses angrenzend, und die Zündkerze, die Auslaß- und Einlaßöffnungen sowie die Kraftstof feinspritzdüse liegen in den gleichen Relativpositionen, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist. Beim veranschaulichten Mo torbetrieb wird Kraftstoff während der Verdichtungsphase einge spritzt. Der Kraftstoff kann alternativ am Ende der Verdich tungsphase an dem mit "Zündung" bezeichneten Punkt eingespritzt werden. Darüberhinaus kann der Motor durch die Einlaßöffnung mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch versorgt werden, wobei in diesem Fall keine Kraftstoffeinspritzmittel erforderlich sind. Unabhängig von der Art und dem Zeitpunkt des Einbringens von Kraftstoff in die Unterkammern oder der Art der Zündung veran schaulichen Fig. 8A bis 8D den Motorbetrieb, wobei die nachhän genden Kolben wenigstens während eines Teils der Vergrößerungs- und Ansaugphasen an der Drehung gehindert werden, um den Be triebswirkungsgrad des Motors zu verbessern.The operation of the new engine of this invention is best provided with reference to FIGS. 8A-8D and 9. First, 8A-8D in FIG. Referring where sequential operating positions of the engine piston and the non-circular gear sets 74 and 76 are schematically illustrated and functions of the four Motorun terkammern in the form of a graph are identified. The subchambers between adjacent pistons are identified by letters A, B, C and D. In the engine diagram, the spark plug is adjacent to the upper part of the engine housing, and the spark plug, the outlet and inlet openings and the fuel fine spray nozzle are in the same relative positions, as illustrated in FIG. 1. In the illustrated engine operation, fuel is injected during the compression phase. The fuel can alternatively be injected at the end of the compression phase at the point labeled "ignition". In addition, the engine can be supplied with an air-fuel mixture through the inlet opening, in which case no fuel injection means are required. Regardless of the type and timing of the introduction of fuel into the subchambers or the type of ignition, FIGS . 8A through 8D illustrate engine operation with the trailing pistons prevented from rotating at least during part of the enlargement and suction phases To improve the operating efficiency of the engine.

Die Kolbenanordnungen und die nicht kreisförmigen Zahnradsätze sind in jeder Zeichnung 8A bis 8d in fünf verschiedenen Posi tionen gezeigt, die mit 1 bis 5 bezeichnet sind. Die Zeichnun gen von Fig. 8A bis 8D zeigen zusammen Winkelpositionen der Kolbenanordnungen und der nicht kreisförmigen Zahnradsätze 74 und 76, die während einer vollständigen Umdrehung der Kolbenan ordnungen auftreten. Da die nicht kreisförmigen Zahnradsätze über kreisförmige Zahnradpaare 70 und 72 mit einem 1 : 2-Über setzungsverhältnis mit den Kolbenanordnungen verbunden sind, vollenden die nicht kreisförmigen Zahnräder für jede Umdrehung der Kolbenanordnungen zwei Umdrehungen. Die Ausgangswelle 68 vollendet ebenfalls zwei Umdrehungen für jede Umdrehung der Kolbenanordnungen.The piston assemblies and the non-circular gear sets are shown in each drawing 8 A to 8 d in five different positions, which are labeled 1 to 5 . The drawings of FIGS. 8A through 8D together show angular positions of the piston assemblies and the non-circular gear sets 74 and 76 that occur during a complete revolution of the piston assemblies. Because the non-circular gear sets are connected to the piston assemblies with a 1: 2 gear ratio via circular gear pairs 70 and 72 , the non-circular gear wheels complete two turns for each revolution of the piston assemblies. The output shaft 68 also completes two revolutions for each revolution of the piston assemblies.

An der Position 1 von Fig. 8A findet die Zündung in der Unter kammer A zwischen den Kolben 30A und 32A statt, wenn die Unter kammer A im wesentlichen auf ihrem kleinsten Volumen liegt, die Verdichtung beginnt in der Unterkammer B, Luft beginnt, durch die Einlaßöffnung 56 in die Unterkammer C angezogen zu werden, und der Auslaß der verbrauchten Gase durch die Auslaßöffnung 54 beginnt an der Unterkammer D. Die jeweils in den Unterkammern A, B, C und D stattfindenden Leistungs-, Verdichtungs-, Ansaug- und Auslaßphasen fahren von Position 1 bis zur Position 5 der Kolbenanordnungen fort, wie dies in Fig. 8A gezeigt ist. Der Kraftstoff wird in die Unterkammer B an einem bestimmten Punkt im Kolbengang eingespritzt, während dem die Kraftstoffein spritzdüse 58 mit der Unterkammer B in Verbindung steht. Wie oben erwähnt, wird an andere Mittel zur Versorgung des Motors mit Kraftstoff gedacht.At position 1 of Fig. 8A, the ignition takes place in the sub-chamber A between the pistons 30 A and 32 A when the sub-chamber A is essentially at its smallest volume, the compression begins in the sub-chamber B, air begins, to be drawn through the inlet opening 56 into the sub-chamber C, and the outlet of the used gases through the outlet opening 54 starts at the sub-chamber D. The power, compression, suction and, respectively, taking place in the sub-chambers A, B, C and D. Exhaust phases continue from position 1 to position 5 of the piston assemblies as shown in FIG. 8A. The fuel is injected into sub-chamber B at a certain point in the piston passage, during which the fuel injector 58 communicates with sub-chamber B. As mentioned above, other means of fueling the engine are contemplated.

An der Position 1 von Fig. 8A ist das augenblickliche Geschwin digkeits- oder Übersetzungsverhältnis für beide Zahnradsätze 74 und 76 1, und die Zahnräder beider Sätze rotieren mit der glei chen Drehzahl. In Fig. 9, auf die nun ebenfalls Bezug genommen wird, ist ein Graph gezeigt, der die Drehzahlen der Zahnräder 74A, 76A und der verbundenen Zahnräder 74B und 76B gegen die Zeit für einen Motor angibt, der mit einer konstanten Ausgangs drehzahl S/2 arbeitet. In Fig. 9 ist die Drehzahl der tränen tropfenförmigen Zahnräder 74A und 76A durch die Bezugszeichen 74A-S bzw. 76A-S identifiziert, und die Drehzahl der an der Mo torausgangswelle 68 befestigten herzförmigen Zahnräder 74B und 76B ist durch das Bezugszeichen 68-S identifiziert. In Fig. 9 ist zu sehen, daß die tränentropfenförmigen und herzförmigen Zahnräder zu einem Zeitpunkt t₀ in Drehung mit einer Drehzahl von S/2 gezeigt sind. In Fig. 8A-8D sind die Zeiten t₀-t₁₆ gezeigt, die den Zeiten t₀-t₁₆ in Fig. 9 entsprechen.At position 1 of Fig. 8A, the instantaneous speed or gear ratio for both gear sets 74 and 76 is 1, and the gears of both sets rotate at the same speed. In Fig. 9, to which reference is also now made, there is shown a graph indicating the speeds of the gears 74 A, 76 A and the connected gears 74 B and 76 B against time for a motor having a constant output speed S / 2 works. In Fig. 9, the rotational speed of the teardrop-shaped gear 74 A and 76 A is identified by the reference numerals 74 A-S and 76 A-S, respectively, and the rotational speed of the heart-shaped gear 74 B and 76 B attached to the motor output shaft 68 is indicated by the reference numeral 68- S identified. In Fig. 9 it can be seen that the teardrop-shaped and heart-shaped gears are shown at a time t₀ in rotation at a speed of S / 2. In Fig. 8A-8D, the times t₆-t₁₆ are shown, which correspond to the times t₆-t₁₆ in Fig. 9.

Während des Laufs von Position 1 zu Position 2 von Fig. 8A steigt das Geschwindigkeitsverhältnis des Zahnradsatzes 74 von 1 auf 2 während das Geschwindigkeitsverhältnis des Zahnradsat zes 76 von 1 auf 0 abnimmt. Zu dem Zeitpunkt t₁ ist der Zahn radsatz 74 in eine Position gedreht gezeigt, wo Kreisbogenab schnitte der Zahnräder 74A und 74B anfänglich in Eingriff ge bracht werden, um das Geschwindigkeitsverhältnis 2 vorzusehen. Gleichzeitig ist gezeigt, daß der Zahnradsatz 76 in eine Posi tion gedreht ist, in der die Spitze des tränentropfenförmigen Zahnrades 76a anfänglich in die Ausnehmung in dem herzförmigen Zahnrad 76B eingreift, wodurch es die Drehung des tränentrop fenförmigen Zahnrades 76A anhält. Die Drehung der tränentrop fenförmigen Zahnräder 74A und 76A mit der Drehzahl S bzw. bei Nulldrehzahl zum Zeitpunkt t₁ ist in Fig. 9 gezeigt. Diese Drehzahlen werden vom Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₃, wäh rend des Laufs von der Position 2 zur Position 4 von Fig. 8A aufrechterhalten. Wie in Fig. 8A zu sehen ist, sind der nach hängende Kolben 32A der Vergrößerungsunterkammer A und der nachhängende Kolben 32B der Ansaugunterkammer C während des Zeitraums zwischen t₁ und t₃ stationär. Indem der nachhängende Kolben 32A wenigstens während eines Teils der Vergrößerungspha se angehalten wird, wird der Motorwirkungsgrad gegenüber den Kreiskolbenmotoren des Standes der Technik verbessert, bei de nen sich der nachhängende Kolben während der gesamten Vergröße rungsphase weiterbewegt. Zusätzlich ist zu bemerken, daß der führende Kolben 32B während eines Teils der Motorvergrößerungs phase vom Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₃ über den Zahnrad satz 74 mit der Ausgangswelle 68 verbunden ist, wobei diese Zahnräder während dieser Zeit ein Geschwindigkeitsverhältnis von 2 aufweisen. Wie oben erwähnt beträgt das Geschwindigkeits verhältnis des Zahnradsatzes 74 während anderer Teile der Ver größerungsphase zwischen den Zeitpunkten t₀ und t₁ sowie zwi schen den Zeitpunkten t₃ und t₄ weniger als 2. Wie in Fig. 9 zu sehen ist, nimmt die Drehzahl 74A-S des tränentropfenförmigen Zahnrades 74A von S bis 5/2 zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄ ab. Gleichzeitig nimmt die Drehzahl 76A-S des tränentropfenför migen Zahnrades 76A zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄ von Null auf 5/2 zu.During the run from position 1 to position 2 of FIG. 8A, the speed ratio of the gear set 74 increases from 1 to 2 while the speed ratio of the gear set 76 decreases from 1 to 0. T₁ at the time the tooth is shown rotated to a position 74 gearset where Kreisbogenab sections of the gears 74 A and 74 B initially engaged ge be introduced to provide for the velocity ratio. 2 At the same time, there is shown that the gear set is rotated tion in a Posi 76 in which initially engages the tip of the teardrop-shaped gear 76 a in the recess in the heart-shaped gear 76 B, thereby stopping the rotation of the tränentrop fenförmigen gear 76 A. The rotation of the teardrop fen-shaped gears 74 A and 76 A at the speed S or at zero speed at the time t 1 is shown in Fig. 9. These speeds are maintained from time t 1 to time t 3 during the run from position 2 to position 4 of FIG. 8A. As can be seen in Fig. 8A, the after-hanging piston 32 A of the enlargement sub-chamber A and the downstream piston 32 B of the suction sub-chamber C are stationary during the period between t 1 and t 3. By stopping the trailing piston 32 A at least during part of the enlargement phase, the engine efficiency is improved over the prior art rotary piston engines in which the trailing piston continues to move throughout the enlargement phase. In addition, it should be noted that the leading piston 32 B is connected during part of the motor enlargement phase from time t 1 to time t 3 via the gear set 74 with the output shaft 68 , these gears having a speed ratio of 2 during this time. As mentioned above, the speed ratio of the gear set 74 during other parts of the enlargement phase between the times t₀ and t₁ and between the times t₃ and t₄ is less than 2. As can be seen in FIG. 9, the speed 74 AS of the teardrop-shaped Gear 74 A from S to 5/2 between times t₃ and t₄ from. At the same time, the speed 76 A-S of the tränentropfenför shaped gear 76 A increases between times t₃ and t₄ from zero to 5/2.

In Fig. 8B, auf die nun Bezug genommen wird, entspricht die Po sition 1 der Position 5 von Fig. 8A zum Zeitpunkt t₄. Der Be trieb geht auf ähnliche Weise weiter, wie er oben unter Bezug auf Fig. 8A beschrieben wurde, davon abgesehen, daß nun die Un terkammer B die Vergrößerungsunterkammer aufweist und die Un terkammern C, D und A die Verdichtungs- bzw. Ansaug- und Aus laßkammern aufweisen. Zwischen den Zeitpunkten t₄ und t₅ nimmt das Geschwindigkeitsverhältnis des Zahnradsatzes 76 auf 2 zu, während dasjenige des Zahnradsatzes 74 auf 0 abnimmt. Wie in Fig. 9 zu sehen ist, nimmt die Drehzahl 76A-S des tränentrop fenförmigen Zahnrades 76a zwischen den Zeitpunkten t₄ und t₅ von 5/2 auf S zu, während die Drehzahl 74A-S des tränentropfen förmigen Zahnrades 74A von S/2 auf Null abnimmt. Dann, also zwischen den Zeitpunkten t₅ und t₇, werden das tränentropfen förmige Zahnrad 74A und die zugehörige Kolbenanordnung 30 an der Drehung gehindert, indem die Spitze des tränentropfenförmi gen Zahnrades 74A in die in dem zugehörigen herzförmigen Zahn rad 74B ausgebildete Ausnehmung eingreift. Als Ergebnis sind der nachhängende Kolben 30B der Vergrößerungsunterkammer B und der nachhängende Kolben 30A der Ansaugunterkammer während des Zeitraums zwischen t₅ und t₇ stationär. Die Position 5 von Fig. 8B entspricht der Position 1 von Fig. 8C zum Zeitpunkt t₈, und die Position 5 von Fig. 8C entspricht der Position 1 von Fig. 8D zum Zeitpunkt t₁₂. Zwischen den Zeitpunkten t₀ und t₁₆ voll enden die Kolbenanordnungen 30 und 32 eine Umdrehung, wobei während dieser Zeit vier Motorbetriebszyklen vollendet werden.In Fig. 8B, to which reference is now made, position 1 corresponds to position 5 of Fig. 8A at time t₄. The operation continues in a similar manner as described above with reference to FIG. 8A, except that the sub chamber B now has the enlargement sub chamber and the sub chambers C, D and A the compression and suction and Have from lasskammern. Between the times t₄ and t₅, the speed ratio of the gear set 76 increases to 2, while that of the gear set 74 decreases to 0. As can be seen in Fig. 9, the speed 76 A-S of the teardrop-shaped gear 76 a increases between times t₄ and t₅ from 5/2 to S, while the speed 74 A-S of the teardrop-shaped gear 74 A increases from S / 2 Zero decreases. Then, that is between the times t₅ and t₇, the teardrop-shaped gear 74 A and the associated piston assembly 30 are prevented from rotating by the tip of the tränentropfenförmi gene gear 74 A engages in the associated heart-shaped toothed wheel 74 B recess formed. As a result, the trailing piston 30 B of the enlargement sub-chamber B and the trailing piston 30 A of the suction sub-chamber are stationary during the period between t₅ and t₇. Position 5 of Fig. 8B corresponds to position 1 of Fig. 8C at time t Zeitpunkt, and position 5 of Fig. 8C corresponds to position 1 of Fig. 8D at time t₁₂. Between the times t₀ and t₁₆ full, the piston assemblies 30 and 32 end one revolution, during which time four engine operating cycles are completed.

Wird ein kreisförmiger Zahnradsatz 80 zur Verbindung des Diffe rentialausgangs 86 mit dem Motorausgang 68 verwendet, dann muß das kombinierte Geschwindigkeitsverhältnis der Zahnradsätze 74 und 76 gleich 2 sein, um den Forderungen der Gleichung (1) von oben zu genügen, die den Betrieb des Differentials 78 defi niert. Aus der Prüfung der Zeichnungen und der Gleichung (1) ist zu sehen, daß z sowohl die Drehzahl der Differentialaus gangswelle 86 als auch der herzförmigen Zahnräder 74B und 76B über den Zahnradsatz 80 ist, x die Drehzahl des Planetenrades 78A sowie des daran befestigten tränentropfenförmigen Zahnrades 74A ist, und daß y die Drehzahl des Planetenrades 78B sowie des daran befestigten tränentropfenförmigen Zahnrades 76A ist. Aus der Multiplikation der beiden Seiten der Gleichung (1) mit zwei ergibt sich:If a circular gear set 80 is used to connect the differential output 86 to the motor output 68 , then the combined speed ratio of the gear sets 74 and 76 must be 2 to meet the requirements of equation (1) above, which govern the operation of the differential 78 Are defined. From the examination of the drawings and equation (1) it can be seen that z is both the speed of the differential shaft 86 and the heart-shaped gears 74 B and 76 B via the gear set 80 , x the speed of the planet gear 78 A and of it attached teardrop-shaped gear 74 A, and that y is the speed of the planet gear 78 B and the attached teardrop-shaped gear 76 A. Multiplying the two sides of equation (1) by two results in:

x + y = 2z (2)x + y = 2z (2)

Solange das Geschwindigkeitsverhältnis der Zahnradsätze 74 und 76 in Addition 2 ergibt, arbeiten das Differential und die Zahnradsätze gleichzeitig ohne gegenseitige Beeinflussung. Es ist hier zu bemerken, daß ein Zahnradsatz 80 aus nicht kreis förmigen Zahnrädern wie elliptoiden Zahnrädern verwendet werden kann, wobei in diesem Fall die Form der Zahnradsätze 74 und 76 entsprechend modifiziert werden müßte, so daß die durch die Gleichung (1) angegebenen Bedingungen zu allen Zeiten erfüllt sind.As long as the speed ratio of the gear sets 74 and 76 results in addition 2 , the differential and the gear sets work simultaneously without mutual interference. It should be noted here that a gear set 80 made of non-circular gears such as elliptical gears can be used, in which case the shape of the gear sets 74 and 76 would have to be modified accordingly so that the conditions given by equation (1) increase are fulfilled at all times.

Nun wird auf Fig. 10 und 11 Bezug genommen, in denen ein Zahn radsatz 120 gezeigt ist, der eine modifizierte Form eines trä nentropfenförmigen Zahnrades 122 sowie ein damit zusammenwir kendes herzförmiges Zahnrad 124 aufweist, und der anstelle der Zahnradsätze 74 und 76 verwendet werden kann. Das tränentropfen förmige Zahnrad 122 ist in Befestigung an der rohrförmigen Wel le 82 gezeigt, die ihrerseits in der Art des in Fig. 7 gezeig ten Zahnradsatzes 74 drehbar an einer um die Wellenachse 88 drehbaren Welle 86 befestigt ist. Ebenso ist gezeigt, daß das herzförmige Zahnrad 124 an der Welle 68 angebracht ist, die um die Achse 90 drehbar ist. Bei dieser Ausführungsform weist das tränentropfenförmige Zahnrad 122 einen Körper 126 auf, der sandwichartig zwischen ein Paar Endplatten 128 und 130 einge fügt ist, die sich vom Umfang des Körpers nach außen erstrec ken. Getriebezähne in Form von Walzen 132 liegen um den Umfang des Zahnrades, wobei die Walzen an Achsen 134 drehbar gestützt sind, die sich zwischen den Endplatten 128 und 130 erstrecken. Die Walzen sind zum Eingriff mit Zähnen 136 geeignet, die um den Umfang des herzförmigen Zahnrades ausgebildet sind. Wie bei den oben beschriebenen Zahnradsätzen 74 und 76 wird das tränen tropfenförmige Zahnrad 122 an der Drehung gehindert, wenn der Zahn 132A an seiner Spitze in das herzförmige Zahnrad an der Ausnehmung eingreift, die an die Achse 90 angrenzend ausgebil det ist. Mit dieser Anordnung ist der Reibungseingriff zwischen ineinander eingreifenden Zähnen zur Verschleißverringerung re duziert. Es wird deutlich, daß Zahnradsätze verwendet werden können, die eine Kombination aus herkömmlichen Getriebezähnen und walzenartigen Zähnen aufweisen. Die Kreisbogenabschnitte der Zahnräder 122 und 124 können beispielsweise anstelle der veranschaulichten walzenförmigen Zähne 132 an dem Zahnrad 122 und den zugehörigen Zähnen 136 an dem Zahnrad 124 mit herkömm lichen Getriebezähnen versehen sein. Referring now to FIGS . 10 and 11, there is shown a gear set 120 which has a modified form of teardrop-shaped gear 122 and a cooperating heart-shaped gear 124 and which may be used in place of gear sets 74 and 76 . The teardrop-shaped gear 122 is shown in attachment to the tubular wel le 82 , which in turn is rotatably mounted in the manner of the gear set 74 shown in FIG. 7 on a shaft 86 rotatable about the shaft axis 88 . It is also shown that the heart-shaped gear 124 is attached to the shaft 68, which is rotatable about the axis 90 . In this embodiment, the teardrop-shaped gear 122 has a body 126 sandwiched between a pair of end plates 128 and 130 extending outward from the periphery of the body. Gear teeth in the form of rollers 132 lie around the circumference of the gear, the rollers being rotatably supported on axes 134 which extend between the end plates 128 and 130 . The rollers are adapted to engage teeth 136 formed around the circumference of the heart-shaped gear. As with the gear sets 74 and 76 described above, the teardrop-shaped gear 122 is prevented from rotating when the tooth 132 A engages at its tip in the heart-shaped gear at the recess which is formed adjacent to the axis 90 . With this arrangement, the frictional engagement between intermeshing teeth is reduced to reduce wear. It will be appreciated that gear sets can be used that have a combination of conventional gear teeth and roller-like teeth. The circular arc sections of the gear wheels 122 and 124 can be provided, for example, instead of the illustrated cylindrical teeth 132 on the gear wheel 122 and the associated teeth 136 on the gear wheel 124 with conventional gear teeth.

Bei der Beschreibung des in Fig. 8A-8D und 9 veranschaulich ten Motorbetriebs findet die Zündung für die Unterkammern A, B, C und D zu Zeitpunkten t₀ bzw. t₄, t₈ und t₁₂ statt, wenn die Unterkammern ihr Minimalvolumen aufweisen. Die Funkenzündung kann etwas vorverlegt oder verzögert werden, indem der Zünd zeitpunkt während der Periode der Kolbendrehung gesteuert wird, wo die Zündkerze mit der zugehörigen Kammer in Verbindung steht. Ist eine stärkere Veränderung der Zündzeitsteuerung er wünscht, dann läßt sich die Anordnung der Zündeinrichtung 60 in Richtung gegen den Uhrzeigersinn in der Sicht von Fig. 8A-8D für eine vorverlegte Zündung oder im Uhrzeigersinn für eine verzögerte Zündung verändern.In the description of the engine operation illustrated in FIGS. 8A-8D and 9, the ignition for the subchambers A, B, C and D takes place at times t₀ or t₄, t₈ and t₁₂ when the subchambers have their minimum volume. The spark ignition can be advanced or delayed somewhat by controlling the ignition timing during the period of the piston rotation where the spark plug is in communication with the associated chamber. If a greater change in the ignition timing control is desired, then the arrangement of the ignition device 60 can be changed in the counterclockwise direction in the view of FIGS. 8A-8D for an advanced ignition or clockwise for a delayed ignition.

Wie oben bemerkt, ist bei Verwendung einer Funkenzündung wie bei der oben veranschaulichten Anordnung die Zündzeitsteuerung auf den Zeitraum begrenzt, zu dem das verdichtete Luft-Kraft stoff-Gemisch mit der Zündeinrichtung 60 in Verbindung steht. Die Zündzeitsteuerung kann wie gewünscht eingestellt werden, indem die Zündeinrichtungen an die Kolben gelegt werden, wie dies in Fig. 12 im Diagramm veranschaulicht ist. In Fig. 12 sind Kolbenanordnungen 150 und 152 gezeigt, die jeweils ein Paar diametral entgegengesetzter Kolben 150A und 150B bzw. 152A und 152B umfassen. Die Kolbenanordnung 150 ist an nicht gezeig ten äußeren Wellenabschnitten befestigt, die den äußeren Wel lenabschnitten 36A und 36B bei der oben beschriebenen Ausfüh rungsform entsprechen. Die Kolbenanordnung 152 ist an einer koaxialen inneren Welle 154 befestigt, die der inneren Welle 38 der oben beschriebenen Ausführungsform entspricht. Eine Vertie fung oder Ausnehmung 156 ist in einer Seite der Kolben ausge bildet, wobei diese Vertiefungen so angeordnet sind, daß an je der Unterkammer eine angeordnet ist. Drehen sich die Kolben aus der Sicht von Fig. 12 im Uhrzeigersinn, dann liegen die Vertie fungen bei der Ausführungsform von Fig. 12 in den hinteren oder nachhängenden Kolbenseiten. Zündeinrichtungen 158 wie Zündker zen werden von den Kolben innerhalb der Vertiefungen so gehal ten, daß wenigstens eine Zündkerze für jede der vier Unterkam mern vorgesehen ist, in die die Zylinderkammer durch die vier Kolben unterteilt ist. Die Zündkerzendrähte 160 von den Zünd kerzen sind mit einer nicht gezeigten Quelle für den Zündstrom verbunden. Geeignete Mittel zur Verbindung der Zündkerzendrähte 160 mit einer Quelle für den Zündstrom sind in der oben erwähn ten US-Patentschrift 5 133 317 von dem vorliegenden Erfinder gezeigt. Mit dieser Anordnung ist die Zündzeitpunktsteuerung über einen weiten Bereich der Kolbendrehung möglich, da die Zündkerzen 158 zu jeder Zeit mit ihren zugehörigen Unterkammern in Verbindung bleiben. Da die Zündkerzen, wie gezeigt, in Aus nehmungen liegen, kann zwischen den Kolben ein minimaler Ab stand vorgesehen sein, wenn sie sich in ihren am dichtesten be abstandeten Positionen befinden. Die Ausnehmungen können auch so dimensioniert sein, daß sie die Unterkammer mit einem ge wünschten Minimalvolumen versehen. Die Kolbenausnehmungen kön nen zusätzlich so geformt sein, daß sie für eine schnelle und vollständige Verbrennung des Kraftstoffs sorgen.As noted above, when spark ignition is used as in the arrangement illustrated above, the ignition timing is limited to the time period when the compressed air-fuel mixture is in communication with the igniter 60 . The ignition timing can be adjusted as desired by placing the igniters on the pistons, as illustrated in the diagram in FIG. 12. In Fig. 12 piston assemblies 150 and 152 are shown, each comprising a pair of diametrically opposed pistons 150 A and 150 B or 152 A and 152 B. The piston assembly 150 is attached to outer shaft portions not shown, which correspond to the outer shaft portions 36 A and 36 B in the above-described embodiment. The piston assembly 152 is attached to a coaxial inner shaft 154 which corresponds to the inner shaft 38 of the embodiment described above. A Vertie tion or recess 156 is formed in one side of the piston, these recesses are arranged so that one is arranged on each sub-chamber. If the pistons rotate clockwise from the view of FIG. 12, the recesses in the embodiment of FIG. 12 lie in the rear or trailing piston sides. Ignition devices 158 such as spark plugs are held by the pistons within the depressions so that at least one spark plug is provided for each of the four lower chambers, into which the cylinder chamber is divided by the four pistons. The spark plug wires 160 from the spark plugs are connected to a source for the ignition current, not shown. Suitable means for connecting the spark plug wires 160 to a source of ignition current are shown in the above-mentioned U.S. Patent 5,133,317 by the present inventor. With this arrangement, ignition timing control is possible over a wide range of piston rotation because the spark plugs 158 remain in communication with their associated subchambers at all times. Since the spark plugs, as shown, are in recesses, a minimum distance can be provided between the pistons when they are in their most closely spaced positions. The recesses can also be dimensioned so that they provide the subchamber with a desired minimum volume. The piston recesses can also be shaped so that they ensure rapid and complete combustion of the fuel.

Der Rotationsmotor der vorliegenden Erfindung kann mittels ei nes Verdichters mit Druckluft versorgt werden, wie dies in Fig. 13 veranschaulicht ist, auf die nun Bezug genommen wird. Dort ist gezeigt, daß der Rotationsmotor des in Fig. 1-9 gezeigten und oben beschriebenen Typs durch einen Rotationsverdichter 170 mit Druckluft versorgt wird. Der Verdichter 170 weist ein sta tionäres Gehäuse 172 mit einer zylindrischen Bohrung auf, das an entgegengesetzten Enden durch Endplatten 174 (von denen nur eine in Fig. 13 gezeigt ist) geschlossen, um eine innere zylin drische Verdichtungsarbeitskammer zu bilden. Das Gehäuse 172 um faßt eine Auslaßöffnung 176 und eine angrenzende Luft einlaßöffnung 178. Die Auslaßöffnung 176 ist durch eine Leitung 180 mit der Einlaßöffnung 53 des Motors 20 verbunden, um den Motor mit Luft zur Verbrennung zu versorgen.The rotary motor of the present invention can be supplied with compressed air by means of a compressor, as illustrated in Fig. 13, to which reference is now made. There it is shown that the rotary motor of the type shown in FIGS. 1-9 and described above is supplied with compressed air by a rotary compressor 170 . The compressor 170 has a stationary housing 172 with a cylindrical bore which is closed at opposite ends by end plates 174 (only one of which is shown in FIG. 13) to form an inner cylindrical compression work chamber. The housing 172 to an outlet port handled 176 and an adjacent air inlet opening 178th The exhaust port 176 is connected to the intake port 53 of the engine 20 through a conduit 180 to provide the engine with air for combustion.

Die Verdichterarbeitskammer ist durch zwei darin angeordnete keilförmige Kolben 182 und 184 in erste und zweite diametral entgegengesetzte Unterkammern unterteilt. Die Kolben sind um eine in Fig. 14 gezeigte gemeinsame Achse 186 drehbar und dre hen sich im Betrieb eben in der durch den Pfeil 188 angedeute ten Richtung. Die Kolben 182 und 184 und der Träger, der für die Drehung innerhalb des Verdichtergehäuse vorgesehen ist, können von dem gleichen Typ wie die Rotationsmaschinenkolben und der Kolbenträger sein, die in der oben erwähnten US- Patentschrift Nr. 4 901 694 gezeigt sind. Der Kolben 182 ist an Naben 190 befestigt, von denen eine in Fig. 13 gezeigt ist, die an den zugewandten Enden von rohrförmigen Wellenabschnitten 192A und 192B ausgebildet sind und in Fig. 14 gezeigt sind. Die Wellenabschnitte und die zugehörigen Naben sind durch die Ver dichterendplatten zur Drehung um die Achse 186 gestützt. Der Kolben 184 ist an der inneren Welle 194 befestigt, die in den rohrförmigen Wellenabschnitten 192A und 192B drehbar gestützt sind. Es ist zu bemerken, daß der Verdichter 170 eine ähnliche Auslegung wie der Motor 20 aufweisen kann, davon abgesehen, daß nur ein Kolben an jeder der koaxialen Verdichterwellen befe stigt ist, während ein Paar diametral entgegengesetzter Kolben an jeder der koaxialen Motorenwellen befestigt ist.The compressor working chamber is divided into first and second diametrically opposite subchambers by two wedge-shaped pistons 182 and 184 arranged therein. The pistons are rotatable about a common axis 186 shown in FIG. 14 and rotate during operation in the direction indicated by the arrow 188 . The pistons 182 and 184 and the carrier provided for rotation within the compressor housing can be of the same type as the rotary engine pistons and piston carrier shown in the aforementioned U.S. Patent No. 4,901,694. The piston 182 is attached to hubs 190 , one of which is shown in FIG. 13, which are formed at the facing ends of tubular shaft sections 192 A and 192 B and are shown in FIG. 14. The shaft sections and the associated hubs are supported by the United end plates for rotation about the axis 186 . The piston 184 is attached to the inner shaft 194 which is rotatably supported in the tubular shaft sections 192 A and 192 B. It should be noted that compressor 170 may be similar in design to motor 20 , except that only one piston is attached to each of the coaxial compressor shafts, while a pair of diametrically opposed pistons are attached to each of the coaxial motor shafts.

Die rohrförmige Welle 192B, an der der Verdichterkolben 182 be festigt ist, sowie die innere koaxiale Welle 194, an der der Verdichterkolben 184 befestigt sind, sind mit den rohrförmigen Wellen 82 und 84 durch Zahnradsätze 196 bzw. 198 zur Antriebs betätigung der Verdichterkolben verbunden. Die Zahnräder der Zahnradsätze 196 und 198 weisen ein 1 : 1-Übersetzungsverhältnis auf, wodurch die Verdichtungskolben 182 und 184 mit der glei chen Drehzahl wie die zugehörigen rohförmigen Wellen 82 bzw. 84 angetrieben werden. Da die Motorkolben mit den rohrförmigen Wellen 82 und 84 über kreisförmige Zahnradpaare 70 und 72 mit einem 1 : 2-Übersetzungsverhältnis verbunden sind, ist klar, daß die Verdichterkolben mit der zweifachen Drehzahl der Motorkol ben angetrieben werden.The tubular shaft 192 B, on which the compressor piston 182 is fastened, and the inner coaxial shaft 194 , on which the compressor piston 184 are fastened, are connected to the tubular shafts 82 and 84 by gear sets 196 and 198 for actuating the compressor piston . The gears of the gear sets 196 and 198 have a 1: 1 gear ratio, whereby the compression pistons 182 and 184 are driven at the same speed as the associated raw shafts 82 and 84 , respectively. Since the engine pistons are connected to the tubular shafts 82 and 84 via circular gear pairs 70 and 72 with a 1: 2 gear ratio, it is clear that the compressor pistons are driven at twice the speed of the engine pistons.

Nun wird Bezug auf Fig. 15 und 16 genommen, wo Diagramme der Winkelposition der Motorkolben gegen die Zeit bzw. der Winkel position der Verdichterkolben gegen die Zeit gezeigt sind. Die Diagramme sind mit den gleichen Zeitskalen versehen, die vom Zeitpunkt t₀ bis zum Zeitpunkt t₄ reichen. In Fig. 15 sind die Winkelposition der Motorkolben 30A und 30B durch die Bezugszei chen 30A-P bzw. 30B-P und die Winkelposition der Motorkolben 32A bwz. 32B durch die Bezugszeichen 32A-P bzw. 32B-P identifi ziert. In Fig. 16 ist die Winkelposition der Verdichterkolben 182 und 184 durch die Bezugszeichen 182-P bzw. 184-P identifi ziert. In Fig. 16 ist die Winkelposition der Verdichterkolben 182 und 184 durch die Bezugsziffern 182-P bzw. 184-P identifi ziert. Die Kolbenwinkelweite an den äußeren freien Enden ist für die Motor- und Verdichterkolben durch die Bezugszeichen EPW bzw. CPW identifiziert. Die Winkelweite der Motoreinlaß- und -auslaßöffnungen 54 und 56 ist in Fig. 15 durch die Bezugszei chen 54W bzw. 56W identifiziert. In Fig. 16 ist die Winkelweite der Verdichterauslaß- und -einlaßöffnungen 176 und 178 ähnlich durch Bezugszeichen 176W bzw. 176W identifiziert. In Fig. 15 und 16 stellt eine Kolbendrehung von 2π eine vollständige Um drehung dar. Man wird sehen, daß die Verdichterkolben für jede Umdrehung die Motorkolben zwei Umdrehungen laufen. Das maximale Volumen der Verdichterunterkammern relativ zu demjenigen der Motorunterkammern ist so, daß dem Motor während des Ansaugteils des Motorbetriebszyklus verdichtete Luft geliefert wird, die während des Verdichtungsteils des Motorbetriebszyklus weiter verdichtet wird. Als Ergebnis wird bei Verwendung eines Ver dichters ein Motorbetrieb mit einer höheren Verdichtung also ohne vorgesehen.Reference is now made to FIGS. 15 and 16, where diagrams of the angular position of the engine pistons versus time and the angular position of the compressor pistons versus time are shown. The diagrams are provided with the same time scales, which range from time t₀ to time t₄. In Fig. 15, the angular position of the engine pistons 30 A and 30 B by the reference characters Chen 30 A-P and 30 B-P and the angular position of the engine pistons 32 A bwz. 32 B identified by the reference numerals 32 A-P and 32 B-P. In Fig. 16, the angular position of the compressor piston is decorated by the reference numerals 182- P and 184- P identifi 182 and 184. In Fig. 16, the angular position of the compressor piston is decorated by the reference numerals 182- P and 184- P identifi 182 and 184. The piston angle width at the outer free ends is identified for the engine and compressor pistons by the reference symbols EPW and CPW. The angular width of the engine inlet and outlet ports 54 and 56 is identified in FIG. 15 by reference numerals 54 W and 56 W, respectively. In Fig. 16, the angular width of the compressor outlet and inlet ports 176 and 178 is similarly identified by reference numerals 176 W and 176 W, respectively. Is shown in Fig. 15 and 16 provides a piston rotation by 2π a complete rotation order. It will be seen that the compressor pistons for each revolution, the engine pistons run two turns. The maximum volume of the compressor subchambers relative to that of the engine subchambers is such that compressed air is supplied to the engine during the intake portion of the engine operating cycle, which air is further compressed during the compression portion of the engine operating cycle. As a result, an engine operation with a higher compression is provided without using a Ver poet.

Die Erfindung ist nun im einzelnen nach den Erfordernissen der US-Patentvorschriften beschrieben worden; zahlreiche weitere Veränderungen und Modifizierungen bieten sich dem Fachmann an. So kann beispielsweise die neue Kombination aus dem Differenti al 78, den nicht kreisförmigen Zahnradsätzen 74 und 76, dem Zahnradsatz 80 zur Verbindung der Kolbenanordnungen 30 und 32 mit der Ausgangswelle 68 in Verbindung mit anderen Systemen verwendet werden, die Motoren eines anderen Typs umfassen. Sie kann beispielsweise bei der Verbindung der Kolben eines Hubkol benmotors mit einer Motorausgangswelle eingesetzt werden, ohne daß der herkömmliche Kurbelwellenmechanismus verwendet wird. Ebenso wird deutlich, daß die Kreisbogenabschnitte 100 und 102 der Zahnräder 74A und 74B nicht auf die veranschaulichten 200° bzw. 100° begrenzt sind. Bei einigen Anwendungen für die trä nentropfenförmigen und herzförmigen Zahnräder kann es erwünscht sein, die Kreisbogenabschnitte zu vergrößern oder zu verklei nern, einschließlich einer Verkleinerung auf null Grad. Es ist beabsichtigt, daß die obengenannten und weitere Veränderungen und Modifizierungen in den Geist und Umfang der Erfindung fal len, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.The invention has now been described in detail according to the requirements of the US patent regulations; numerous other changes and modifications lend themselves to the person skilled in the art. For example, the new combination of differenti al 78 , non-circular gear sets 74 and 76 , gear set 80 for connecting piston assemblies 30 and 32 to output shaft 68 can be used in conjunction with other systems that include motors of a different type. You can be used for example in the connection of the piston of a reciprocating piston engine with an engine output shaft without using the conventional crankshaft mechanism. It is also clear that the circular arc sections 100 and 102 of the gears 74 A and 74 B are not limited to the illustrated 200 ° and 100 °. In some teardrop-shaped and heart-shaped gear applications, it may be desirable to increase or decrease the arc length, including zero degree reduction. The above and other changes and modifications are intended to fall within the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims

1. Internal combustion engine, which has the following:
a housing having a cylindrical working chamber with an inlet and outlet openings;
first and second piston assemblies each comprising a pair of diametrically opposed pistons within the working chamber rotatable about the cylinder axis and dividing the chambers into a plurality of pairs of diametrically opposed subchambers;
Means for connecting the first and second piston assemblies together for intermittent rotation of the first and second piston assemblies in the same direction during periodic periods of rotation such that at least one pair of diametrically opposed subchambers decrease in volume while at least one further pair of diametrically opposed subchambers in volume increases, stopping each of the first and second piston assemblies during periods of intermittent rotation,
wherein for each complete revolution of the first and two th piston assemblies, a plurality of operating cycles are completed, each operating cycle having successive power, exhaust, intake and compression phases;
wherein pistons of the stopped piston assembly have trailing pistons at least during portions of the power and intake phases.

2. Internal combustion engine according to claim 1, wherein the connec tion device comprises:
first and second gear sets each having meshing, generally teardrop-shaped and heart-shaped gears;
Means for connecting the heart-shaped gears of the first and second gear sets together for simultaneous rotation in a phase-shifted relationship; such as
Means for rotatably coupling the teardrop-shaped gears of the first and second gear sets to the respective first and second piston assemblies.

3. Internal combustion engine according to claim 2, wherein the connec tion device comprises:
Differential means with first and second inputs and one output, wherein the first and second inputs are attached to the teardrop-shaped gears of the first and second gear sets, respectively
a device for rotatably coupling the differential center output with the heart-shaped gears for simultaneous ge rotation.

4. Internal combustion engine according to claim 3, wherein the Einrich device for rotatable coupling of the differential center output with the heart-shaped gears with a circular gear set has a speed ratio of 1.

5. Internal combustion engine according to claim 3 with first and second ge sufficient coupling means to limit the rotation of the first and second piston assemblies in one direction.

6. Internal combustion engine according to claim 2, wherein the speed z of the differential output by the following equation with the Speeds x and y of the respective first and second differences tial inputs is connected: z = (x + y) / 2.

7. Internal combustion engine according to claim 2, wherein the herzför gears around their girth encompass teeth, the heart shaped gears are rotatable about an axis between two pairs of adjacent teeth the heart-shaped tooth stretch wheels.

8. Internal combustion engine according to claim 2, wherein the tears teardrop-shaped and heart-shaped gears in one with each other grasped circular arc sections with a speed ratio of 2.

9. Internal combustion engine according to claim 2, wherein the tears drop-shaped and heart-shaped gears a variable Ge have speed ratio that varies between 0 and 2 iert.

10. Internal combustion engine according to claim 2, wherein the tears teardrop-shaped gears include rollers around their circumference and the heart-shaped gears encircle teeth around their perimeter that can engage with the rollers.

11. Internal combustion engine according to claim 2, wherein the tears drop-shaped and heart-shaped gears the same number of teeth.

12. Internal combustion engine according to claim 1, comprising means to to get the motor output from the connector.

13. Internal combustion engine according to claim 1, wherein the pistons have a side formed with a recess, and Spark plugs with electrodes with spark gaps in the out Taking in connection with each subchamber for introduction the performance phases.

14. Internal combustion engine according to claim 1, wherein the pistons arrangements only diametrically opposed to a single pair set piston.

15. Internal combustion engine according to claim 1, comprising means to fuel to the subchambers during each compression phase to deliver, which initiates the performance phase at ignition.

16. Internal combustion engine according to claim 15, which is a spark plug summarizes the inside of the housing to ignite the fuel the lower chamber is held.

17. Internal combustion engine according to claim 1, which comprises a compressor summarizes to ver during the intake phase of the engine operating cycle to supply sealed air to the engine.

18. The internal combustion engine of claim 17, wherein the compressor comprises:
Means having a cylindrical compressor working chamber with inlet and outlet opening means;
two pistons within the compressor working chamber;
Means for connecting the two pistons within the compressor work chamber to the first and second piston assemblies to rotate the two pistons at twice the speed of the first and second piston assemblies; such as
Means for connecting the compressor outlet means to the engine inlet port for periodically transferring compressed air from the compressor to the engine.

19. A mechanism for connecting first, second and third shafts for intermittent rotation of the first and second shafts and continuous rotation of the third shaft, comprising:
Differential means having first and second inputs connected to the first and second shafts, respectively, and an output rotatably coupled to the third shaft,
first and second gear sets each having intermeshing, generally teardrop-shaped and heart-shaped gearwheels, the heart-shaped gearwheels and the third shaft being attached to one another for simultaneous rotation about the axis of the third shaft; such as
Means for connecting the teardrop-shaped gears of the first and second gear sets to the first and second shafts, respectively.

20. The mechanism of claim 19, wherein the teardrop fen-shaped gears each have a tip at one end sen and the heart-shaped gears a pair of each zenden, generally spiral sections that there form between an incision, the teardrop-shaped against gears during the intervention of the tip of the teardrop fen-shaped gear with the incision in the associated heart-shaped gear are not rotatable.

21. The mechanism of claim 20, wherein the teardrop fen-shaped and heart-shaped gears circular arc sections exhibit.

22. The mechanism of claim 21, wherein the circular arcs cuts of teardrop-shaped and heart-shaped tooth gears which have a speed ratio of 2.

23. Gear set with generally teardrop-shaped and heart shaped gears, with the heart-shaped gear one a recess and with teeth extending outwards heart-shaped body trained around the circumference of the body has, wherein the heart-shaped gear has a rotational axis in a spaced distance from the heart-shaped body of the recess, the teardrop-shaped gear a teardrop-shaped body with a tip and with teeth extending outward around the circumference of the body including a tooth at the tip, the teardrop-shaped gear is prevented from rotating, if the tooth at the tip between adjacent teeth on the heart shaped gear during the operation of the gear set in Intervention stands.